Budúcnosť medicíny: kmeňové bunky, génová technika, vlastná DNA

V lete 2008 som si všimol krtek na mojej ruke, ktorý sa zdal byť väčší.

Bolo to však ťažké povedať. Nebol som si istý, či sa to skutočne rozrástlo – alebo som sa len zbláznil a bol som hypochonder bez dobrého dôvodu – a tak som sa rozhodol, že to nechám skontrolovať. Aby som to urobil, musel som zavolať na kliniku, dohodnúť si stretnutie, počkať niekoľko dní a potom ísť do ordinácie. Keď som tam bol, žena s viac ako ôsmimi rokmi špecializovaného lekárskeho vzdelania sa dlho a tvrdo pozrela na krtka a opýtala sa ma na to sériu otázok – ale keď bolo všetko povedané a urobené, nemala definitívnu odpoveď ja. Namiesto toho ma len poslala k inému lekárovi, ktorý mal viac skúseností s melanómom, a celý proces sa začal odznova.

Nakoniec z toho nič nebolo, ale druhý doktor mi povedal, aby som to pre istotu sledoval. Rýchlo vpred osem rokov a stále to sledujem – ale moje metódy sa stali o niečo sofistikovanejšími. Teraz každých pár mesiacov vytiahnem a

smartfón z môjho vrecka, spustite aplikáciu s názvom SkinVisiona odfoťte krtka. Aplikácia v priebehu niekoľkých sekúnd použije pokročilé algoritmy rozpoznávania obrázkov na analýzu tvaru, veľkosti a farby postihnutú oblasť a potom ju porovná so všetkými fotografiami, ktoré som urobil v minulosti, aby som posúdil svoje riziko melanóm.

S pomocou technológie sa niečo, čo mi kedysi trvalo dva týždne a viacnásobné návštevy lekára, dá teraz vykonať za kratší čas, ako mi trvá zaviazať si topánky. Stále mi vŕta v hlave, že takáto radikálna transformácia trvala menej ako desať rokov, takže teraz zakaždým, keď spustím aplikáciu, nemôžem sa čudovať, aké pokroky uvidíme v nasledujúcom desaťročí.

Ako bude vyzerať medicína o desať rokov? Budú nás operovať robotickí chirurgovia, pestovať nové orgány na požiadanie a užívať zázračné tabletky, ktoré zmierňujú všetky naše neduhy? Podarí sa vyliečiť najsmrteľnejšie choroby sveta, alebo prídeme na to, ako im predchádzať skôr, ako sa vyskytnú? Je ľahké špekulovať, čo sa stane v ďalekej budúcnosti, ale čo v blízkej budúcnosti? Aké úžasné veci budú reálne možné v roku 2026?

Aby ste to pochopili, musíte sa najprv pozrieť späť na tektonické posuny, ktoré sa udiali za posledných 10 rokov a ktoré sa budú v budúcnosti zvlňovať. Tu je návod, ako technológia radikálne pretvorila medicínu v priebehu posledného desaťročia, a nahliadnite do niektorých úžasných pokrokov, ktoré prídu v nasledujúcom desaťročí.

Internet zdravia

V roku 2006 nikto nemal vo vrecku smartfón. Bezdrôtový web sa sotva zrodil, iPhone nebol vydaný a „technológia nosenia“ ešte nebola súčasťou populárnej reči. Je to len o 10 rokov neskôr a všetky tieto veci sú vo vyspelom svete prakticky všadeprítomné.

Na rozdiel od akéhokoľvek iného obdobia v histórii ľudstva ľudia teraz chodia so senzormi nabitými počítačmi pripojenými k internetu, ktoré sú viac-menej pripevnené k ich telám. Tieto počítače nám umožňujú nielen prístup k svetu zdravotných informácií, kedykoľvek ich potrebujeme, ale aj sledovanie nášho osobného zdravia bezprecedentne novými spôsobmi.

Aj lacný smartfón dokáže kontrolovať váš tep, počítať prejdené kroky či sledovať kvalitu spánku v noci. Ak potrebujete niečo pokročilejšie, k dispozícii je tiež nespočetné množstvo príloh, ktoré dokážu premeniť vaše mobilné zariadenie na takmer akýkoľvek lekársky nástroj, ktorý by ste kedy potrebovali. A otoskop napájaný smartfónom dokáže diagnostikovať ušné infekcie, a inteligentný stetoskop dokáže identifikovať nezvyčajné srdcové rytmy a a molekulárny spektrometer pripojený k smartfónu vám môže povedať chemické zloženie akýchkoľvek potravín alebo piluliek, s ktorými sa stretnete. A to je len vymenovanie niektorých.

Toto neuveriteľné množstvo aplikácií, senzorov a informácií už odštartovalo veľký posun od tradičných lekárskych postupov.

„V podstate to, čo vidíme, je digitalizácia ľudských bytostí,“ hovorí doktor Eric Topol, kardiológ a riaditeľ Scripps Translational Science Institute. „Všetky tieto nové nástroje vám dávajú možnosť v podstate kvantifikovať a digitalizovať medicínsku podstatu každej ľudskej bytosti. A keďže väčšinu týchto údajov si pacienti generujú sami, pretože ich smartfóny sú medikované, potom sú stredobodom záujmu oni namiesto lekára. A s inteligentnými algoritmami, ktoré im pomáhajú interpretovať ich údaje, sa môžu, ak chcú, emancipovať z uzavretého sveta tradičnej zdravotnej starostlivosti.“

Pri pohľade do budúcnosti Topol verí, že smartfóny radikálne zmenia úlohu, ktorú zohrávajú ľudskí lekári v systéme zdravotnej starostlivosti. „Tieto nástroje môžu znížiť naše využívanie lekárov, znížiť náklady, zrýchliť tempo starostlivosti a poskytnúť pacientom viac energie,“ vysvetľuje. „Keďže pacienti generujú viac lekárskych údajov a spracúvajú ich počítače, väčšina diagnostických a monitorovacích aspektov medicíny sa presunie od lekárov. Pacient začne preberať zodpovednosť a obracia sa na lekárov hlavne kvôli liečbe, vedeniu, múdrosti a skúsenosti. Títo lekári nebudú písať objednávky; poradia."

Medicína, zoznámte sa s informatikou

Počítače majú v oblasti medicíny dlhú históriu. Nemocnice ich používajú na sledovanie zdravotných záznamov a monitorovanie pacientov od 50. rokov 20. storočia, ale počítačová medicína — teda pomocou počítačové modely a sofistikovaný softvér na zistenie, ako sa choroba vyvíja – existuje len relatívne krátko čas. Až v poslednom desaťročí, keď sa počítače stali výrazne výkonnejšími a dostupnejšími, sa oblasť počítačovej medicíny skutočne začala rozbiehať.

Dr. Raimond Winslow, riaditeľ Inštitútu počítačovej medicíny Univerzity Johna Hopkinsa, ktorý bol založený v roku 2005, hovorí, že v posledných rokoch „toto pole explodovalo. Je tu úplne nová komunita ľudí, ktorí sa trénujú v matematike, informatike a inžinierstve – a tiež sa krížovo trénujú v biológii. To im umožňuje priniesť úplne nový pohľad na lekársku diagnostiku a liečbu.“

Teraz, namiesto toho, aby sme si len lámali hlavu nad zložitými medicínskymi otázkami s naším obmedzeným ľudským mozgom, začali sme získavať pomocou strojov analyzovať obrovské množstvo údajov, rozpoznávať vzory a robiť predpovede, ktoré by nedokázal ani ľudský lekár pochopiť.

„Pozerať sa na choroby optikou tradičnej biológie je ako snažiť sa zostaviť veľmi zložitú skladačku s obrovským počtom dielikov,“ vysvetľuje Winslow. „Výsledkom môže byť veľmi neúplný obraz. Počítačová medicína vám môže pomôcť zistiť, ako do seba jednotlivé časti skladačky zapadajú, aby ste získali ucelenejší obraz. Možno nikdy nebudeme mať všetky chýbajúce časti, ale získame oveľa jasnejší pohľad na to, čo spôsobuje chorobu a ako ju liečiť."

V relatívne krátkom čase bola počítačová medicína použitá na dosiahnutie niektorých neuveriteľných vecí – ako je presné určenie génových a proteínových markerov rakoviny hrubého čreva a konečníka, rakoviny vaječníkov a mnohých kardiovaskulárnych choroby.

V poslednej dobe sa toto pole dokonca začalo rozvetvovať mimo modelovania chorôb. Ako sa naše výpočtové schopnosti v priebehu rokov rozširovali, rozšírili sa aj spôsoby, akými vedci tieto schopnosti využívajú. Vedci teraz využívajú technológie, ako sú algoritmy hlbokého učenia a umelá inteligencia na ťažbu informácií zo zdrojov, ktoré sú inak zbytočné alebo nedostupné.

Vezmite si napríklad Dr. Gunnara Rätcsha z Memorial Sloan Kettering Cancer Center. On a jeho tím nedávno použili výpočty na odhalenie tajomstiev rakoviny úplne neortodoxným spôsobom. Namiesto budovania modelu choroby na jej pochopenie na biologickej úrovni postavil Rätcsh a jeho tím an umelo inteligentný softvérový program schopný čítať a porozumieť stovkám miliónov lekárov poznámky. Porovnaním týchto poznámok a analýzou vzťahov medzi symptómami pacienta, anamnézou, pozorovaniami lekárov a rôzne liečebné postupy, program dokázal nájsť súvislosti a asociácie, ktoré ľudskí lekári možno nemajú všimol.

"Ľudská myseľ je obmedzená," vysvetľuje Rätsch, "preto musíte použiť štatistiku a informatiku."

A Ratsch nie je jediný, kto myslí mimo rámca. S výkonnými novými počítačmi, množstvom nových údajov a nespočetným množstvom šikovných nových prístupov výskumníci pripravujú úplne odlišné spôsoby, ako pristupovať k zložitým medicínskym problémom.

Výskumníci napríklad nedávno vyvinuli algoritmus strojového učenia, ktorý sleduje šírenie chorôb tak, že na Twitteri hľadá geograficky označené tweety o chorobe. Analýzou týchto údajov môžu epidemiológovia presnejšie predpovedať, kde sa vírusy ako chrípka pravdepodobne rozšíria, čo pomáha zdravotníckym pracovníkom efektívnejšie nasadzovať vakcíny.

V inej štúdii výskumníci trénovali umelú neurónovú sieť na rozpoznávanie vzorov v skenoch MRI, čo nakoniec viedlo k systém, ktorý dokázal nielen odhaliť prítomnosť Alzheimerovej choroby, ale aj predpovedať, kedy sa choroba pravdepodobne objaví u inak zdravého pacient.

Máme tiež algoritmy, ktoré to dokážu diagnostikovať depresiu a úzkosť analýzou vzorov vo vašej reči a dokonca predpovedajú šírenie eboly analýzou migračnej aktivity infikovaných netopierov. A zoznam pokračuje. Toto je len niekoľko príkladov väčšieho trendu. Výpočtová technika v tomto bode napadla desiatky rôznych lekárskych profesií a bude pokračovať v rozťahovaní prstov, kým sa nedostane do všetkých kútov lekárskeho výskumu a praxe.

Úprava génov

Akákoľvek diskusia o najvýznamnejších pokrokoch, ku ktorým došlo za posledných 10 rokov, by bola žalostne neúplná bez zmienky o CRISPR-Cas9. Táto jediná technika je nepochybne jedným z najväčších úspechov našej doby a bude mať hlboký vplyv na budúcnosť medicíny.

Pre nezasvätených je CRISPR-Cas9 technika úpravy genómu, ktorá umožňuje vedcom upravovať gény s bezprecedentnou presnosťou, efektívnosťou a flexibilitou. Bol vyvinutý v roku 2012 a odvtedy sa v oblasti biológie prehnal ako požiar.

Skratka CRISPR znamená Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Pravdepodobne to pre vás veľa neznamená, pokiaľ nie ste biológ, ale v skratke to znamená adaptívnu imunitu. systém, ktorý mikróby používajú na obranu proti invázii vírusov zaznamenávaním a zameriavaním ich DNA sekvencie. Pred niekoľkými rokmi si vedci uvedomili, že túto techniku ​​možno premeniť na jednoduchú a spoľahlivú techniku ​​​​na úpravu – v živých bunkách, nie menej – genómu takmer akéhokoľvek organizmu.

Aby sme boli spravodliví, CRISPR nie je prvým nástrojom na úpravu genómu, ktorý bol kedy vytvorený. Predtým mohli vedci upravovať gény pomocou procesov ako TALENS a nukleázy zinkových prstov. Tieto predchádzajúce techniky však nesvedčia o jednoduchosti CRISPR. Obe vyžadujú, aby vedci vytvorili vlastné proteíny pre každý cieľ DNA - proces, ktorý si vyžaduje oveľa viac času a úsilia ako relatívne jednoduché programovanie RNA, ktoré používa CRISPR.

„Všetky tieto veci genetického inžinierstva sme mohli robiť predtým,“ vysvetľuje Josiah Zayner, biohacker a biológ, „ale predchádzajúce veci, ktoré ľudia používali, ako nukleázy zinkových prstov a TALENS, museli byť vytvorené na proteíne úrovni. Takže ak by ste chceli vytvoriť niečo pre určitý gén, trvalo by vám šesť mesiacov, kým by ste skonštruovali proteíny na viazanie DNA. S CRISPR, ak chcem urobiť nový CRISPR experiment, mohol by som ísť online, ísť do jednej z týchto spoločností na syntézu DNA, objednať si 100 rôznych vecí a zajtra by som mohol robiť svoje experimenty. Takže to prešlo zo šiestich mesiacov na – no – niektoré z týchto spoločností posielajú cez noc – takže nielenže môžete urobiť 100-krát toľko výskumu, ale môžete to urobiť 100-krát rýchlejšie ako predtým.“

Zjednodušene povedané, CRISPR odstránil niektoré z najväčších prekážok, ktoré stoja pred výskumníkmi DNA na celom svete. Stavidlá sú teraz otvorené a ktokoľvek môže upravovať gény.

V desaťročí, ktoré predchádzalo vývoju techniky CRISPR-Cas9, bol CRISPR spomenutý vo vedeckých publikáciách len 200-krát. Len v roku 2014 sa tento počet strojnásobil a v dohľadnej dobe nevidíme žiadne známky spomalenia.

Len za posledné dva roky výskumníci úspešne použili CRISPR na inžinierstvo plodiny, ktoré sú imúnne na určité plesňové ochorenia, eradikovať HIV-1 z infikovaných myších buniek a dokonca vykonávať genómové inžinierstvo v plnom rozsahu.

A toto je len začiatok. Keď píšem tieto slová, v skutočnosti prebiehajú vôbec prvé pokusy o úpravu génov u ľudí. V auguste sa skupina čínskych vedcov pokúsi liečiť pacienta s rakovinou injekciou buniek upravených pomocou metódy CRISPR-Cas9. Presnejšie povedané, tím plánuje odoberať biele krvinky pacientom s určitým typom pľúc rakovinu, upravte tieto bunky tak, aby napadli rakovinu, a potom ich znovu zaveďte späť do pacientovho tela telo. Ak všetko pôjde podľa plánu, upravené bunky budú loviť a zabíjať rakovinové bunky a pacient sa úplne uzdraví.

Množstvo úspešných pokusov na zvieratách naznačuje, že CRISPR má obrovský potenciál v liečbe ľudských chorôb. Ale pravdepodobne najväčšou silou CRISPR nie je to, že je taký jednoduchý a efektívny – je to v tom, že táto technika sa stala natoľko prístupnou, že ju môže používať každý.

Práve teraz, vďaka spusteniu dodávok biotechnológií v Kalifornii, môže ktokoľvek so 140 dolármi dostať do rúk a Urob si sám CRISPR kit a začni vykonávať základné experimenty s úpravou génov priamo v kuchyni počítadlo. Zayner, zakladateľ spoločnosti, dúfa, že zverenie týchto nástrojov do rúk občianskych vedcov obrovským spôsobom posilní naše kolektívne znalosti o DNA.

"Je tu toľko ľudí so všetkými týmito znalosťami, zručnosťami, kreativitou a schopnosťami, ktoré sa nevyužívajú," povedal Zayner. „Niekde som čítal, že na svete je momentálne viac ako 7 miliónov nadšených počítačových programátorov – čo je šialené, keď si uvedomíte, že v roku 1970 ich bolo sotva toľko, aby zaplnili garáž. Ale pokiaľ ide o genetické inžinierstvo a DNA, na týchto veciach pracujeme dlhšie, alebo aspoň tak Odkedy existujú počítače, ale pravdepodobne ich robí len niekoľko tisíc amatérskych vedcov experimenty. To je to, čo chcem zmeniť. Kde by bol náš lekársky svet, keby tu bolo 7 miliónov nadšených biológov?

Regeneračná medicína rastie

V roku 1981 urobili dvaja vedci z Veľkej Británie obrovský prielom. Vôbec prvýkrát sa im podarilo vypestovať embryonálne kmeňové bunky v laboratóriu. Kmeňové bunky - bunkový tmel, z ktorého sú vyrobené všetky tkanivá tela - majú takmer nekonečný zoznam potenciálnych medicínskych aplikácií a už od ich objavu vedci spievajú svoje chváli. Celé roky nám bolo povedané, že výskum kmeňových buniek predstaví budúcnosť, v ktorej budeme môcť znovu dorásť tkanivám, orgánom a dokonca aj plným končatinám. Ale aj keď sme už dlho poznali ich potenciál, až nedávno sme prišli na to, ako skutočne využiť kmeňové bunky v náš kolektívny prospech.

Ide o to, že sme cestou narazili na niekoľko zátarasov. Po prvej kultivácii myších kmeňových buniek v roku 1981 trvalo vedcom ďalších 18 rokov, kým úspešne izolovali ľudské embryonálne kmeňové bunky a pestovali ich v laboratóriu. Keď sa to konečne stalo, bolo to všeobecne akceptované ako monumentálny úspech - ale táto nová technológia sa nestretla s otvorenou náručou regulátorov.

V roku 2001 Bushova administratíva stanovila ochromujúce limity na financovanie výskumu ľudských kmeňových buniek v USA na základe toho, že vytváranie kmeňových buniek bunky si vyžiadali zničenie ľudského embrya (debaty o potratoch a o tom, kde život začína alebo nie, boli na vysokej úrovni čas). To nezabránilo pokroku v iných častiach sveta. V roku 2006 japonský vedec Shinya Yamanaka vyvinul spôsob, ako vytvoriť bunky podobné embryonálnym bunkám. z dospelých buniek – čím sa vyhneme potrebe zničiť embryo, aby sa vytvoril použiteľný, všestranný kmeň bunky.

Od tohto bodu sa výskum kmeňových buniek rozrastá ako, no, kmeňové bunky. Tri roky po Yamanakovom riešení pluripotentných kmeňových buniek v roku 2006 Obamova administratíva zrušila obmedzenia financovania Bushovej administratívy z roku 2001 uvalené na výskum kmeňových buniek. Zrazu sa stavidlá otvorili a odvtedy prakticky každý rok zaznamenal nejaký zásadný prelom v regeneratívnej medicíne.

V roku 2010 vedci vôbec prvýkrát použili ľudské embryonálne kmeňové bunky na liečbu človeka s poranením miechy. V roku 2012 boli úspešne použité v a iný súd na liečbu ženy s vekom podmienenou degeneráciou makuly. A prelomy stále prichádzajú. Doteraz sa terapie súvisiace s kmeňovými bunkami používali (alebo sa skúmajú) pri: cukrovke, Parkinsonovej chorobe, Alzheimerovej chorobe, oprava traumatického poranenia mozgu, opätovný rast zubov, oprava sluchu, hojenie rán a dokonca aj liečba určitého učenia postihnutí.

V posledných rokoch výskumníci dokonca začali skúmať spôsoby použitia kmeňových buniek v spojení s aditívne výrobné metódy – čo dalo vznik najmodernejšej technike známej ako 3D biotlač. Použitím 3D tlačiarní na vytvorenie lešení, na ktoré možno vysadiť kmeňové bunky, vedci urobili veľký pokrok v pestovaní nových končatín, tkanív a orgánov mimo ľudského tela. Dúfame, že jedného dňa dosiahneme bod, kedy budeme môcť tlačiť náhradné diely na týchto strojoch a potom transplantovať ich potom, čím sa zníži alebo úplne odstráni naša závislosť na orgáne, končatine a tkanive darcov. Táto technika je v tomto bode stále v plienkach, ale je to tiež úžasný príklad toho, ako sa prírodným vedám páčia biológia sa môže spojiť s technologickým vývojom, ktorý sa odohráva mimo hraníc tradičného, ​​a profitovať z neho liek.

Zlatý vek neurovedy

V roku 2014, keď známy fyzik a futurista Michio Kaku slávne povedané že „za posledných 10 až 15 rokov sme sa o mysliacom mozgu naučili viac ako za celú históriu ľudstva,“ nehovoril pravdu. Mäsitý zväzok elektricky pulzujúcich neurónov vo vnútri našich lebiek mátal vedcov po stáročia – ale najmä vďaka vďaka pokrokom vo výpočtových, snímacích a zobrazovacích technológiách sa naše chápanie ľudského mozgu v posledných rokoch dramaticky rozšírilo. rokov.

Záplava nových zobrazovacích a skenovacích technológií vyvinutých v priebehu niekoľkých posledných desaťročí umožnila vedcom pozorovať mozog ako nikdy predtým. Teraz môžeme vidieť myšlienky, emócie, horúce miesta a mŕtve zóny vo vnútri živého mozgu a potom začať proces dešifrovania týchto myšlienok pomocou výkonných počítačov.

To má obrovské dôsledky pre budúcnosť medicíny. Duševné choroby a neurologické poruchy sú hlavnou príčinou invalidity v USA a mnohých ďalších rozvinutých krajinách. Podľa Národnej aliancie pre duševné choroby približne 1 z 5 ľudí trpí nejakým problémom duševného zdravia. Ale vďaka množstvu nových technológií, ktoré sa v poslednom desaťročí uplatnili, sa rýchlo učíme, ako liečiť všetko od neurodegeneratívnych chorôb, ako je Alzheimerova choroba a ALS, až po záhadnejšie stavy, ako je autizmus atď schizofrénie.

Jedným obzvlášť sľubným vývojom, ktorý sa nedávno objavil, je príchod optogenetiky - techniky, ktorá umožňuje vedcom zapínať alebo vypínať jednotlivé neuróny svetlom. Predtým, ako bola táto metóda zdokonalená, štandardné postupy na aktiváciu alebo umlčanie neurónových sietí boli pomerne hrubé. Vedci by napríklad vložili, ktorá skupina neurónov pomáha myšiam pri navigácii v bludiskách elektródy priamo do mozgového tkaniva myši, mierne ich zatrasú a stimulujú tisíce neurónov v tom čase. Táto metóda bola dosť nepresná, čo sťažovalo zhromažďovanie užitočných údajov, ale vďaka optogenetike môžu vedci teraz umiestniť molekuly citlivé na svetlo do špecifické mozgové bunky a manipulovať s nimi individuálne – čo značne uľahčuje určenie úlohy, ktorú neurón (alebo sieť neurónov) zohráva v správaní, emóciách alebo choroba.

Neurovedci na celom svete teraz túto techniku ​​prijali. „Za posledné desaťročie stovky výskumných skupín použili optogenetiku, aby zistili, ako rôzne siete neurónov prispievajú k správaniu, vnímanie a poznávanie,“ hovorí Ed Boyden, profesor biologického inžinierstva na Massachusetts Institute of Technology a spoluvynálezca optogenetika. "V budúcnosti nám optogenetika umožní rozlúštiť, ako rôzne mozgové bunky vyvolávajú pocity, myšlienky a pohyby - ako aj to, ako sa môžu pokaziť a spôsobiť rôzne psychiatrické poruchy."

Spájanie bodiek

Podľa všetkého, posledných 10 rokov bolo víchricou medicínskeho pokroku – ale aby sme pochopili, ako môže medicína napredovať v nasledujúcich 10 rokoch, je dôležité pochopiť nielen to, ako rýchlo tieto vrecká medicíny napredovali jednotlivo, ale aj to, ako sa začínajú zbližovať, spájať a navzájom sa opeľovať. Všetky tie neuveriteľné medicínske pokroky a veľké posuny, o ktorých sa hovorilo vyššie, neexistujú vo vzduchoprázdne. Nie sú uzavretí jeden pred druhým ani pred inými pokrokmi, ktoré sa dejú mimo sveta medicíny. Namiesto toho sa mnohé z nich spájajú vysoko synergickým spôsobom, čo v konečnom dôsledku ešte viac zvyšuje celkové tempo medicínskeho pokroku.

Prebiehajúca konvergencia výpočtovej medicíny a mobilnej technológie je zjavným príkladom, ktorý sa odohráva v dvoch rôznych mierkach. Na osobnej úrovni stále výkonnejšie procesory (rovnako ako cloud computing) umožňujú mobilným telefónom dokončite zložitejšie úlohy – ako je rozpoznanie rastu krtka – ktoré možno použiť na lekárske účely účely. Na kolektívnej úrovni možno všetky lekárske údaje, ktoré vytvárame pomocou našich smartfónov a nositeľných senzorov, použiť na odhalenie lekárskych záhad v masívnom meradle.

„Skutočná revolúcia nepochádza z vlastného bezpečného, ​​hĺbkového skladu medicínskych údajov na vašom smartfóne,“ hovorí Topol, riaditeľ Scripps Translational Science Institute. „Pochádza z cloudu, kde môžeme kombinovať všetky naše individuálne údaje. Keď je táto záplava údajov správne zostavená, integrovaná a analyzovaná, ponúkne obrovský, nový potenciál na dvoch úrovniach – jednotlivcovi a populácii ako celku. Keď budú všetky naše relevantné údaje sledované a strojovo spracované, aby sme odhalili komplexné trendy a interakcie, ktoré nikto nedokáže odhaliť sám, budeme schopní predchádzať mnohým chorobám.“

A nie sú to len smartfóny a počítačová medicína, ktoré sa zbližujú. Spája sa nespočetné množstvo rôznych oblastí a technológií – vrátane, ale nie výlučne, neurovedy, úpravy génov, robotiky, kmeňových buniek, 3D tlače a mnohých ďalších.

Dokonca aj veci, ktoré sú zdanlivo trochu oddelené - ako napríklad sekvenovanie DNA a neuroveda - sa spájajú. Len sa pozrite, ako teraz diagnostikujeme väčšinu mozgových porúch. Pred rokmi si diagnostika neurologických a psychiatrických porúch vyžadovala drahé, invazívne postupy, ako sú biopsie a miechové punkcie – ale vďaka Moderné techniky sekvenovania DNA, ktoré boli vyvinuté v nadväznosti na projekt Human Genome Project, teraz dokážeme diagnostikovať tie isté choroby jednoduchou krvou. test. V tomto prípade naše znalosti genetiky pomohli posunúť naše znalosti o neurovede – a je to presne tento druh krížové opelenie, ku ktorému dochádza čoraz častejšie, pretože rôzne odvetvia medicíny a technológie sa stávajú vyspelejšími.

Platiť za zdravie, nie za liečbu

Ide o to, že tak ako sú všetky tieto medicínske a technologické pokroky vzájomne prepojené, sú tiež nevysvetliteľne spojené s vecami, ako je politika, legislatíva, ekonomika a dokonca aj tradícia. Nie všetko sa pohybuje závratným tempom vedy a techniky, takže zatiaľ čo pokrok medicíny bude pravdepodobne pokračovať stále rýchlejšie, je tiež dôležité mať na pamäti, že implementácia nových medicínskych techník nemusí vždy nastať rýchlo.

Jednou obzvlášť veľkou prekážkou, ktorá stojí v ceste implementácii, je súčasný model poplatkov za služby, ktorý používa väčšina systémov zdravotnej starostlivosti. V rámci takéhoto systému dostávajú lekári platbu za každú službu, ktorú poskytujú – či už je to návšteva kancelárie, test, chirurgický zákrok alebo akýkoľvek iný druh zdravotnej služby. Tento model vytvára niečo ako konflikt záujmov, pretože stimuluje používanie liečby, nie nevyhnutne udržiavanie zdravia ľudí.

Ako povedal Dr. Daniel Kraft, zakladajúci výkonný riaditeľ a predseda exponenciálnej medicíny na Singularity University, vysvetľuje, že tento štrukturálny problém účinne odrádza od posunu k technologicky vyspelejšej medicíne praktík.

„Som detský lekár,“ vysvetľuje, „takže ak zarobím nejaké peniaze na tom, že vidím deti s ušnými infekciami, a teraz ich môžem poslať domov s aplikáciu a digitálny otoskop – ale nemôžem za to účtovať – nebudem motivovaný používať toto novšie a efektívnejšie technológie.”

To je veľký problém, ale rozhodne nie taký, ktorý sa nedá prekonať. Jedna vec, ktorá pravdepodobne urýchli prijatie týchto nových nástrojov a metód, je prechod na to, čo je známe ako "Starostlivosť založená na hodnote." Ako hovorí Kraft: „Lekári v tomto druhu systému zdravotnej starostlivosti by dostali zaplatené, aby si vás nechali zdravšie. Ich motiváciou by bolo držať vás mimo nemocnice, keď vás prepustia, nie dostať zaplatené za vykonanie ďalších zákrokov alebo biopsií alebo recepty.” V systéme zdravotnej starostlivosti založenom na hodnotách vysvetľuje, že „lekári a tímy zdravotnej starostlivosti môžu dostať bonusy, keď ich majú pacienti lepšie hodnoty cukru v krvi alebo menej návštev na pohotovosti, ktoré boli zbytočné, alebo sa ich krvný tlak monitoruje pomocou pripojeného krvného tlaku manžety."

Prechod z nášho súčasného modelu spoplatňovania služieb na systém starostlivosti založený na hodnote pravdepodobne nenastane zo dňa na deň – ale deje sa. Hŕstka veľkých lekárskych organizácií, ako je Kaiser Permanente a The Mayo Clinic, začala prijímať tento model a rastúca dostupnosť moderných technológií na sledovanie zdravia tlačí na posun viac a viac.

„Dátové modely sa menia,“ hovorí Kraft. „O desať rokov bude veľká väčšina zdravotnej starostlivosti platená podľa výsledku – dokonca aj nejaká lekárska zariadenia a aplikácie a ďalšie nástroje dostanú zaplatené iba vtedy, keď budú pracovať, nielen preto, že ich predpísal lekár ich. Ak je to súčasť mojej starostlivosti a budem odmenený za lepšie výsledky alebo nižšie náklady na zdravotnú starostlivosť, je oveľa pravdepodobnejšie, že si osvojím tieto novšie, vyspelejšie nástroje.“

Čo je za rohom?

Takže majte na pamäti exponenciálne tempo pokroku v oblastiach, ako je úprava génov, krížové opelenie rôznych polí a zátarasy bránia nám osvojiť si nové technológie tak rýchlo, ako napredujú – aké zmeny by sme mali očakávať v medicíne počas nasledujúcich 10 rokov rokov?

Pravdepodobne najľahšie stráviteľná odpoveď na túto otázku pochádza od Dr. Leroya Hooda a jeho myšlienky medicíny P4, v ktorej P znamená: prediktívne, preventívne, personalizované a participatívne.

V priebehu nasledujúceho desaťročia bude mať medicína čoraz viac prediktívny charakter. Čím viac ľudí si osvojí svoju schopnosť zaznamenávať a sledovať zdravotné údaje a rozsah týchto údajov sa rozširuje a naša schopnosť analyzovať tieto údaje je stále silnejšia, budeme schopní predísť širokému spektru rôznych choroby. Dnes máme aplikáciu, ktorá vám povie, kedy je krtko ohrozené malígnym melanómom. Zajtra budeme mať aplikácie, ktoré analyzujú vzorce chôdze, aby sme našli skoré príznaky roztrúsenej sklerózy alebo sa pozreli späť na vaše stravovacie návyky za posledné tri roky a dajte vám vedieť (samozrejme priateľským upozornením), že ste na dobrej ceste cukrovka.

Tieto prediktívne schopnosti sú, samozrejme, založené aj na myšlienke, že medicína bude v najbližších rokoch čoraz viac participovať. Ako technológia napreduje, pacienti budú hrať aktívnejšiu úlohu vo svojej vlastnej zdravotnej starostlivosti a budú spolupracovať s lekármi namiesto toho, aby len prijímali objednávky.

„O 10 rokov,“ hovorí Kraft, „dúfam, že už budete mať nahraté svoje nedávne vitálne funkcie – z hodiniek alebo matrac, čítačku krvného tlaku alebo glukomer – do vášho elektronického zdravotného záznamu, ktorý má váš lekársky tím prístup k. A dúfajme, že to znamená, že váš lekársky tím nemusí sledovať vitálne funkcie, ale keď sa niečo zdá byť zlé a stroj a „predicatlyitcs“ pocit, že sa vyskytol problém, váš tím zdravotnej starostlivosti – alebo digitálny avatar – vás môže kontaktovať skoro. Dúfam, že oveľa viac pacientov má väčšiu právomoc stať sa, ak nie generálnym riaditeľom svojho zdravia, tak aspoň COO – takže sú sledujú svoje zdravie inteligentnejším spôsobom a sú vo svojej starostlivosti viac kopilotmi namiesto toho, aby len čakali, čo majú robiť reaktívne“.

V konečnom dôsledku tento posun k viac participatívnemu, personalizovanému a prediktívnemu systému medicíny posilní našu schopnosť predchádzať chorobám. Ak sa váš náramok na sledovanie diéty dokáže synchronizovať s vašou inteligentnou chladničkou a určiť, že ste jedli potraviny s vysokým množstvom sodíka, Digitálny zdravotnícky asistent poháňaný AI môže odporučiť zmeny stravovania, ktoré by vám z dlhodobého hľadiska pomohli vyhnúť sa rozvoju srdcových chorôb. neskôr.

Znie to smiešne, ale ak budeme pokračovať v našej súčasnej trajektórii, blízka budúcnosť medicíny môže byť v skutočnosti budúcnosťou, v ktorej nebudeme musieť brať lieky.